JP7494501B2

JP7494501B2 - ロール

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Publication number: JP7494501B2
Application number: JP2020044579A
Authority: JP
Inventors: 和也荻島
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2019-03-29
Filing date: 2020-03-13
Publication date: 2024-06-04
Anticipated expiration: 2040-03-13
Also published as: CN111752127A; JP2020166250A; US10691045B1; CN111752127B

Description

この発明は、ロールに関するものである。

従来、高圧の電圧が印加されてもリークが生じにくいローラ部材等に関する技術としては、以下の特許文献１に記載されたものが知られている。

特許文献１には、芯金の外周面に弾性層が形成されたローラ部材であって、その芯金は前記弾性層が形成された範囲から軸方向端部にむけて突き出すように形成された突出部を有し、非導電性材料で形成されて、前記弾性層における軸方向端部の端面に喰い込むように前記突出部に設置された非導電性部材を備えたローラ部材や、そのローラ部材を転写ローラ又は転写対向ローラとして用いる画像形成装置が記載されている。

特開２０１７－９９８５号公報

この発明は、放電が発生し得る電圧が供給され得る導電性の軸に少なくとも弾性層を設けてなり、その軸のうち弾性層の軸方向の端部から突出する端部に当該弾性層の端面に接触した状態で装着される非導電性の環状手段を有するロールにおいて、環状手段の弾性層の端面と接触する部分に当該弾性層の端面に食い込む突出部を設けない場合に比べて、経時等の要因により環状手段と弾性層の間に生じる隙間を経由して放電が発生することを抑制できるロールを提供するものである。

この発明（Ａ１）のロールは、請求項１に記載されている通り、
導電性の軸と、
前記軸に設けられる弾性層と、
前記軸のうち前記弾性層の軸方向の両端面から突出する両端部の少なくとも一方に当該弾性層の端面に接触した状態で装着される非導電性の環状手段と、
を備え、
前記環状手段の前記弾性層の端面と接触する部分に、当該接触する部分の厚さよりも薄い厚さで突出して当該弾性層の端面に食い込む突出部が設けられており、
前記突出部は、円環状に連続する形状であって前記軸と接触しない位置に設けられており、
前記突出部の前記軸と対向する側の面が突出する方向において当該軸から徐々に離れる斜面で構成されており、前記突出部の前記軸と対向する側の面の裏側の面が突出する方向において当該軸と平行して延びる平行面で構成されているものである。

この発明（Ａ２）のロールは、上記発明Ａ１のロールにおいて、前記突出部の厚さが、前記環状手段における前記接触する部分の厚さの１／２以下の厚さであるものである。

この発明（Ａ３）のロールは、上記発明Ａ１又はＡ２のロールにおいて、前記軸の両端部のうち前記環状手段の装着される部分が小径部および大径部からなる２段の段付き部分であり、前記環状手段が前記軸の前記段付き部分の小径部および大径部にそれぞれ装着される小径部および大径部を有する２段形状の手段であり、前記環状手段の前記弾性層の端面と接触する大径部に前記突出部が設けられているものである。

上記発明Ａ１のロールによれば、環状手段の弾性層の端面と接触する部分に当該弾性層
の端面に食い込む突出部を設けない場合に比べて、経時等の要因により環状手段と弾性層
の間に生じる隙間を経由して放電が発生することを抑制できる。
また、上記発明Ａ１のロールによれば、突出部が円環状に連続する形状でない場合に比べて、上記放電が発生することを安定して抑制できる。
また、上記発明Ａ１のロールによれば、突出部が軸と接触する位置に設けられている場合に比べて、突出部の食い込みによる弾性層の軸からの剥離を回避しつつ上記放電の発生を確実に抑制できる。
さらに、上記発明Ａ１のロールによれば、突出部の軸と対向する面が軸と平行する面や軸に近づく斜面である場合に比べて、軸と対向する斜面とその斜面の裏側の平行面とからなる先細り形状の突出部の食い込みにより弾性層が変形しても、上記放電の発生を確実に抑制できる。

上記発明Ａ２のロールによれば、突出部の厚さが環状手段における弾性層と接触する部分の厚さの１／２よりも厚い場合に比べて、突出部の食い込みによる弾性層の変形量を少なくすることができる。

上記発明Ａ３のロールによれば、２段形状の環状手段であっても、上記放電の発生を安定して抑制できる。

実施の形態１に係るロールを備える画像形成装置の構成を示す概要図である。図１の画像形成装置の一部（主に作像装置）を示す概要図である。図１の画像形成装置の他の一部（主に二次転写の部分）を示す概要図である。（Ａ）は実施の形態１に係るロールを適用した二次転写ロールの全体を示す概要図、（Ｂ）は（Ａ）のロールの一端部を拡大して示す概要図である。（Ａ）は図４の二次転写ロールの一端部のホルダー等を取り外した状態を示す概要図、（Ｂ）は（Ａ）のロールの一端部を示す斜視図である。（Ａ）は図５の二次転写ロールにおける軸の一端部を示す斜視図、（Ｂ）は図５の二次転写ロールにおける環状部材を示す斜視図である。（Ａ）および（Ｂ）は図６（Ｂ）の環状部材を異なる方向からそれぞれ見たときの各状態を示す概要図である。（Ａ）は図５の二次転写ロールにおける軸の一端部を示す概要図、（Ｂ）は図７（Ｂ）の環状部材のＱ－Ｑ線に沿う概略断面図である。（Ａ）は図５の二次転写ロールの一端部における環状部材の装着した状態を示す一部断面で示す図、（Ｂ）は図５の二次転写ロールの一端部を示す縦断面図である。実施の形態２に係る二次転写ロールの一端部を代表して示す断面図である。（Ａ）は図１０の二次転写ロールにおける軸の一端部を示す概要図、（Ｂ）は図１０の二次転写ロールにおける環状部材を示す概略断面図である。（Ａ）は実施の形態１における環状部材の突出部が弾性層に食い込んだ部分の状態を誇張して示す断面概念図であり、（Ｂ）は実施の形態２における環状部材の突出部が弾性層に食い込んだ部分の状態を誇張して示す断面概念図である。比較例１の二次転写ロールにおける環状部材の構成と放電発生時の状態を示す概略断面図である。環状部材における突出部の比較参考例としての２種類の突出部が弾性層にそれぞれ食い込んだ部分の状態を誇張して示す断面概念図である。比較例２の二次転写ロールにおける環状部材の構成と放電発生時の状態を示す概略断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について図面を参照しながら説明する。

［実施の形態１］
図１には、実施の形態１に係るロールを備える画像形成装置１が示されている。図１を含む他の図面中に符号Ｘ，Ｙ，Ｚを付して示す矢印は、その各図面において想定した幅、高さおよび奥行の各方向を示す。また図１、図２等において符号Ｘ，Ｙの矢印が交わる部分における丸印の記号は、符号Ｚの方向が図面の垂直下方に向いていることを示している。

＜画像形成装置＞
画像形成装置１は、電子写真方式等の画像形成方式を利用して、現像剤としてのトナーで構成される画像を記録媒体の一例である用紙９に形成する装置である。この画像形成装置１は、例えば、情報端末機、画像読取装置等の外部機器から入力される画像情報に対応した画像の形成を行うプリンタとして構成されている。

この画像形成装置１は、図１に示されるように、装置本体の一例である筐体１０の内部空間に、未定着像としてのトナー像を形成する像形成手段２と、像形成手段２で形成されるトナー像を一時的に保持して搬送した後に用紙９に二次転写させる中間転写手段３と、中間転写手段３の二次転写する位置に供給すべき用紙９を収容するとともに送り出す給紙手段４と、中間転写手段３で二次転写されたトナー像を用紙９に定着させる定着手段５等を備えている。

筐体１０は、各種の支持部材、外装材等の材料で所要の構造および形状に組み立てられる構造物である。この筐体１０は、その上面部の一部に、画像が形成された後に排出される用紙９を積み重ねた状態で収容する排出収容部１２が形成されている。図１における一点鎖線は、筐体１０内で用紙９が搬送されるときの主な搬送経路を示している。

像形成手段２は、例えばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）という４色のトナー像をそれぞれ専用に形成する４つの作像装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋにて構成されている。実施の形態１における４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図１に示す筐体１０の内部において右肩上がりに傾いた状態で並ぶよう配置されている。

４つの作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、図１や図２に示されるように、矢印で示す方向に回転する像保持手段の一例である感光ドラム２１を有している。
また作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）はいずれも、その感光ドラム２１の周囲に、感光ドラム２１の像保持領域を帯電する帯電装置２２と、感光ドラム２１の帯電された像保持領域に画像情報に応じた露光を行って静電潜像を形成する露光手段の一例である露光装置２３と、感光ドラム２１の像形成面に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像してトナー像にする現像装置２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋと、感光ドラム２１の像形成面を清掃する第１清掃装置２６等の機器を配置している。
図１では便宜上、符号２１から２４、２６をブラック（Ｋ）の作像装置２Ｋには全て記載し、他の色の作像装置２Ｙ，２Ｍ，２Ｃにはその一部のみを記載して残り一部の記載を省略している。

このうち帯電装置２２は、接触帯電部材の一例である帯電ロール２２１を用い、その帯電ロール２２１に給電装置１５から所要の帯電用電圧を供給して帯電を行う接触帯電方式の帯電装置を適用している。図２中の符号２２３は、帯電ロール２２１に接触してロール表面を清掃する清掃ロールである。
また、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、その本体（ハウジング）２４１に収容される現像剤におけるトナーの色が上記４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のいずれか１色である点で互いに異なる以外はほぼ同じ構成になっている。すなわち、現像装置２４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）は、図２に示されるように、その本体２４１内に、現像剤を保持して感光ドラム２１と対向する現像工程域を通過させるよう回転して搬送する現像ロール２４２と、本体２４１内の現像剤を撹拌しながら現像ロール２４２に供給するよう回転して搬送するオーガ等の攪拌部材２４３と、現像ロール２４２に保持させる現像剤の量（厚さ）を規制する層厚規制部材２４４等が配置されて構成されている。現像ロール２４２は、給電装置１５から所要の現像用電圧が供給されて現像を行う。

中間転写手段３は、筐体１０の内部において像形成手段２としての作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の上方側に配置されている。
この中間転写手段３は、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）でそれぞれ形成されるトナー像を一次転写で受けて保持した後に用紙９に二次転写する位置まで搬送するよう回転する中間転写ベルト３１と、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各感光ドラム２１に形成された各トナー像を中間転写ベルト３１の外周面の像保持領域にそれぞれ一次転写させる一次転写装置３３と、中間転写ベルト３１上のトナー像を用紙９に二次転写させる二次転写装置３５と、中間転写ベルト３１の外周面を清掃する第２清掃装置３６等の機器を配置して構成されている。

中間転写ベルト３１は、複数の支持ロール３２ａ～３２ｄに架け回された状態で、作像装置２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）の各感光ドラム２１と二次転写装置３５等を順次通過しながら矢印で示す方向に回転するようになっている。支持ロール３２ａは駆動ロールとして、支持ロール３２ｂは二次転写対向ロールとして、それぞれ構成されている。
また、一次転写装置３３は、図１や図２に示されるように、接触転写部材の一例である一次転写ロール３３１を用い、その一次転写ロール３３１に給電装置１５から所要の一次転写用電圧を供給して一次転写を行う接触転写方式の転写装置を適用している。
さらに、二次転写装置３５は、図１や図３に示されるように、接触転写部材の一例である二次転写ロール３５１を用い、その二次転写ロール３５１に給電装置１５から所要の二次転写用電圧を供給して二次転写を行う接触転写方式の転写装置を適用している。

給紙手段４は、用紙９を収容する用紙収容体４１、用紙９を用紙収容体４１から１枚ずつ送り出す送出装置４３等の機器を配置して構成されている。給紙手段４から送り出された用紙９は、用紙搬送ロール４５、図示しない搬送ガイド等で構成される給紙搬送路を経由して、中間転写手段３における中間転写ベルト３１と二次転写装置３５との間になる二次転写位置まで搬送される。

定着手段５は、中間転写手段３の二次転写位置の上方側に配置されている。定着手段５は、筐体５０の内部空間に、加熱用回転体５１、加圧用回転体５２等の機器を配置して構成されている。定着手段５から定着後に送り出される用紙９は、用紙搬送ロール４７、図示しない搬送ガイド等で構成される排出経路を経由して、排出収容部１２まで搬送される。

＜二次転写ロール＞
二次転写ロール３５１は、この発明のロール６の一例として構成されている。

二次転写ロール３５１は、図３～図５等に示されるように、軸６１と、軸６１に設けられる弾性層６２および表面層６３と、軸６１のうち弾性層６２の軸方向Ｄの両端面６２ｅからそれぞれ突出する両端部６１ａ，６１ｂに弾性層６２の端面６２ｅに接触した状態でそれぞれ装着される環状手段の一例である環状部材６４とを備えた構造からなるものである。

図４において符号６５は、軸６１の両端部６１ａ，６１ｂを保持して二次転写ロール３５１全体を図示しない支持フレーム等の装着部に取り付ける際に使用される非導電性のホルダーを示す。また符号６６は二次転写ロール３５１が図示しない回転駆動装置から伝達される回転動力を受けるギヤと二次転写ロール３５１以外の回転部品へ回転動力を中継して伝える中継ギヤとからなる二段ギヤを示し、符号６７はホルダー６５と後述する環状部材（６４）との隙間を覆って隠す非導電性のカバーを示す。
２つのホルダー６５内には、軸６１の両端部６１ａ，６１ｂを回転可能に支持する軸受が配置されており、カバー６７のある側のホルダー６５には給電装置１５からの二次転写用電圧を軸６１に接して供給する図示しない給電部材が配置されている。給電部材は、二次転写ロール３５１の装着時に、給電装置１５からの送電部材と接触して接続された状態になる。

軸６１は、その全体が所要の径および長さからなるほぼ円柱形状の部材であり、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の導電性を有する材料で構成されている。
実施の形態１における軸６１は、図６（Ａ）等に示されるように、その両端部６１ａ，６１ｂのうち環状部材６４を装着する部分が、外径を大小に異ならせた大径部６１２および小径部６１３からなる段付き部分として形成されている。大径部６１２は、弾性層６２が設けられる部分と同じ径になっている。小径部６１３は、大径部６１２よりも外径が小さい部分である。図６（Ａ）では弾性層６２および表面層６３を省略している。

また軸６１は、図５、図６（Ａ）等に示されるように、小径部６１３よりも外側に、更に外径が２段階で小さくなる第２の小径部６１４および第３の小径部６１５が形成されている。第２の小径部６１４と第３の小径部６１５は、ホルダー６５の取付けと軸受の取付けのために使用される。
この軸６１には、二次転写が行われるときに、ホルダー６５内にある図示しない給電部材を介して５ｋＶから７ｋＶの二次転写用電圧が供給されるようになっている。

弾性層６２は、所要の層厚からなる弾性変形し得る層であり、導電性の発泡材料（導電性発泡ＥＣＯ／ＮＢＲ）等の材料を用いて構成されている。
実施の形態１における弾性層６２は、軸６１の大径部６１２の両端部を少し残した状態で形成されている。また弾性層６２は、体積抵抗率が例えば１０⁶～１０⁹Ω・ｃｍの範囲内になるよう構成されている。

表面層６３は、離型性等の所要の機能を付すための表面層である。
実施の形態１における表面層６３は、離型層として構成されており、ポリイミド等の材料を用いて、弾性層６２の外周面を覆うように形成されている。また表面層６３は、体積抵抗率が例えば１０⁸～１０¹²Ω・ｃｍの範囲内になるよう構成されている。
また表面層６３は、図５等に示されるように、弾性層６２の両端部６１ａ，６１ｂから所要の長さだけ迫り出した状態で形成されている。図５等における符号６３ｂは、表面層６３の迫り出し部分を示している。

環状部材６４は、軸６１の弾性層６２の両端部６１ａ，６１ｂから突出する両端部６１ａ，６１ｂに対して弾性層６２の端面６２ｅに接触した状態で装着される非導電性（体積抵抗率：１０¹⁵Ω・ｃｍ以上）の部材であり、カーラーとも称される部材である。環状部材６４は、ポリアセタール（ＰＯＭ）成形材料（Ｍ９０－４４）等の材料を用いて所要の形状に形成されている。

実施の形態１における環状部材６４は、図５（Ｂ）、図６（Ｂ）に示されるように、軸６１の上記段付き部分における小径部６１３および大径部６１２にそれぞれ嵌め入れて装着される小径部６４１および大径部６４２を有する２段形状の部材として構成されている。小径部６４１の内側には、軸６１の小径部６１３が嵌め入れられるよう円柱状に貫通した小径の装着孔（空洞）６４３が形成されている。大径部６４２の内側には、軸６１の大径部６１２が嵌め入れられるよう小径部６４１に向けて窪んだ大径の装着孔（凹部）６４４が形成されている。小径の装着孔６４３と大径の装着孔６４４との境界部は、図７に示されるように小径の装着孔６４３から大径の装着孔６４４に向けて拡がる勾配からなるテーパー面６４５が形成されている。

ところで、本発明者の研究によれば、二次転写ロール３５１として、例えば図１３（Ａ）に示されるように、上記環状部材６４に代えて段付きの形状でない点で異なるのみの比較用の環状部材６４０を、軸６１の端部に弾性層６２の端面６２ｅに接触させた状態で装着した比較例１のロール６０Ｘを適用した場合には、次の不具合があることが確認されている。なお、このときの環状部材６４０は、軸６１の一端部に対して圧入等の手段により強固に装着されている。
すなわち、この比較例１のロール６０Ｘは、５～７ｋＶ程度の二次転写用電圧を供給する二次転写ロール３５１として使用した場合、一定の時間（例えば１００時間以上）が経過したときに放電が発生することがあった。このときの放電は、ロール６０Ｘの軸６１から中間転写ベルト３１にむけて発生したものと推測される。

また、この放電が発生したロール６０Ｘについて調べたところ、図１３（Ｂ）に示されるように、環状部材６４０と弾性層６２の端面６２ｅとの間に、軸６１に至る小さい隙間１００が存在していることが確認された。このときの隙間１００は、図１３（Ｂ）に例示されるように環状部材６４０が弾性層６２の端面６２ｅから離れるよう軸方向Ｄに僅かにずれたことで生じたものであると考えられる。また、この隙間１００は、環状部材６４０の周方向全域にわたって存在するように発生していた。

そこで、二次転写ロール３５１としてのロール６においては、図７、図８（Ｂ）、図９等に示されるように、環状部材６４の弾性層６２の端面６２ｅと接触する部分になる端面６４ｅに、その弾性層６２の端面６２ｅに食い込む突出部８０を設けている。

突出部８０は、図８（Ｂ）に示されるように、環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２よりも薄い厚さｔ１（＜ｔ２）からなる突出部として形成される。
この突出部８０の厚さｔ１については、例えば、突出部８０の食い込みによる弾性層６２の過度な変形を少なくする等の観点から、環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２の１／２の厚さよりも薄い厚さにするとよい。その一方で、この突出部８０の厚さｔ１は、例えば、突出部８０の食い込みによる弾性層６２の破断、亀裂等の不具合を誘発させることを回避する等の観点から、環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２の１／４の厚さよりも厚い厚さにすることが好ましい。
実施の形態１では、例えば環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２が１．３ｍｍであった場合、突出部８０として厚さｔ１が０．３ｍｍの突出部を設けている。

実施の形態１における突出部８０は、図８（Ｂ）に示されるように、環状部材６４の弾性層６２の端面６２ｅと接触する部分が大径部６４２になるため、その大径部６４２の端面６４ｅから軸方向Ｄとほぼ平行して突出する断面が長方形状からなる部分として形成されている。詳しくは、突出部８０は、図１２（Ａ）に示されるように、環状部材６４の端面６４ｅから突出する方向に軸方向Ｄと平行する外側の平行面（厳密には円筒の外周面）８１ａと内側の平行面（厳密には円筒の内周面）８１ｂを有する形状になっている。

また、この突出部８０は、図７に示されるように、環状部材６４の大径部６４２の端面６４ｅが円環状の形状からなる面であるため、その端面６４ｅの円環状の形状に沿うように円環状に連続する形状の突出部として形成されている。
さらに、この突出部８０は、図９に示されるように、環状部材６４を装着した際に軸６１と接触しない位置に設けられている。実施の形態１では、突出部８０を、図７、図８（Ｂ）等に示されるように大径部６４２の端面６４ｅにおける厚さ方向のほぼ中間の位置に設けている。

また、実施の形態１に係る二次転写ロール３５１としてのロール６では、図６、図７、図８等に示されるように、軸６１の両端部６１ａ，６１ｂの環状部材６４が装着される部分に環状部材６４の軸方向Ｄの装着位置を固定する固定部７１を設け、また環状部材６４の内周面（６４１ａ）の軸方向Ｄにおける一部に軸６１の固定部７１で固定される被固定部７３を設けている。

固定部７１は、図６（Ａ）等に示されるように、軸６１の環状部材６４が装着される部分が大径部６１２および小径部６１３からなる段付き部分になっているので、その段付き部分のうちの小径部６１３に設けられている。
また、固定部７１は、図６（Ａ）、図８（Ａ）等に示されるように、軸６１の小径部６１３の周方向全域に連続した溝（凹部の一例）として形成されている。周方向は、軸方向Ｄとほぼ直交（９０°±１°の角度で交差）する方向である。また、固定部７１の溝は、断面形状がほぼ四角形からなり、所要の幅ｗ１および深さｄ１で小径部６１３の周方向の全域に連続している円環状の溝である。

一方、被固定部７３は、図６（Ｂ）等に示されるように、環状部材６４が小径部６４１および大径部６４２を有する２段形状であり、軸６１の固定部７１が設けられた小径部６１３に装着される部分が小径部６４１になるので、その小径部６４１における小径の装着孔６４３の内周面６４１ａに設けられている。
この被固定部７３は、軸６１にある固定部７１の溝に嵌め入れられて少なくとも軸方向Ｄには変位しない形状からなるものである。また被固定部７３は、軸６１にある固定部７１の溝に嵌め入れられたとき、環状部材６４の大径部６４２の端面６４ｅが弾性層６２の端面６２ｅと接触した状態になる位置に設けられる。

また、この被固定部７３は、図６（Ｂ）、図７、図８（Ｂ）等に示されるように、環状部材６４の小径部６４１における内周面６４１ａの周方向に間隔をあけて複数（本例では３つ）形成されている。さらに、被固定部７３は、小径部６４１における内周面６４１ａから所要の幅ｗ２および高さｈ１で隆起して周方向に所要の長さｍで円弧状に曲がって延びる板状の突起（凸部の一例）として形成されている。
この場合、被固定部７３の幅ｗ２は、固定部７１の溝の幅ｗ１よりも極僅かに狭い幅である。また被固定部７３の高さｈ１は、固定部７１の溝の深さｄ１よりも僅かに低い高さであり、例えば０．０１～０．０６ｍｍ程度の値である。さらに被固定部７３の１つの長さｍは、被固定部７３が小径部６４１における内周面６４１ａの周方向に間隔をあけて３つ設けるので、その内周面６４１ａの周長の１／３よりも短い長さ（例えば１／１８程度の長さ）である。

さらに、実施の形態１における二次転写ロール３５１としてのロール６では、環状部材６４の内周面のうち被固定部７３を形成する部分以外の部分を、軸６１の端部６１ａ，６１ｂに圧入される圧入部分７５として構成している。

ここで、実施の形態１における環状部材６４の内周面のうち被固定部７３を形成する部分以外の部分については、被固定部７３を小径部６４１における内周面６４１ａの周方向に沿う部分に形成しているため、その小径部６４１の内周面６４１ａではない大径部６４２の内周面６４２ａとする。
また、上記圧入とは、環状部材６４の圧入部分７５を、圧力を加えて押し込むことにより軸６１の装着部分に装着することをいう。このため、圧入部分７５は、例えば、図８に示されるように、環状部材６４の圧入する大径部６４２の内周面６４２ａにおける内径Ｄｉを、その装着先の部分となる軸６１の大径部６１２の外径Ｄｅと同じ寸法又は極僅か小さい寸法にすることと、環状部材６４に一定以上の力をかけたときに大径部６４２等が破損することなくその径が一時的に広がるよう変形し得る材料で製作することで構成される。

この二次転写ロール３５１としてのロール６は、例えば、次のような順番で組み立てられる。

まず、二次転写ロール３５１における軸６１の大径部６１２および小径部６１３に、環状部材６４を装着する。このときの二次転写ロール３５１は、軸６１の大径部６１２の所定の範囲に弾性層６２と表面層６３をこの順で設けてなるロールである。

この際、環状部材６４は、その大径部６４２が軸６１の大径部６１２に圧入されるとほぼ同時に、その小径部６４１が軸６１の小径部６１３に装着される。

特に環状部材６４の小径部６４１が軸の小径部６１３に装着されるときには、図９に示されるように、環状部材６４の小径部６４１の内周面６４１ａにある３つの突起からなる被固定部７３が、軸６１の小径部６１３にある連続した溝形状の固定部７１に嵌め入れられた状態になる。

これにより、環状部材６４における３つの被固定部７３は、軸６１の溝状の固定部７１の軸方向Ｄにおける左右の溝側壁面に接触して軸方向Ｄに対する移動が阻止される。この結果、環状部材６４は、軸６１に対してその軸方向Ｄに変位することなく固定された状態に保たれ、その結果として、環状部材６４が弾性層６２の端面６２ｅに対して接触する状態が保持される。

また、環状部材６４の大径部６４２が軸６１の大径部６１２に装着されると、図９に示されるように、その大径部６４２の端面６４ｅが突出部８０を弾性層６２の端面６２ｅに喰い込ませた状態で弾性層６２の端面６２ｅと接触した状態になる。
このとき、突出部８０は、図１２（Ａ）に例示されるように、弾性層６２の端面６２ｅの一部をその内側に軸方向Ｄに沿って押し込むように弾性変形させた状態にすることで食い込むことになる。
この際、突出部８０は、環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２よりも薄い厚さｔ１からなる突出部であるので、弾性層６２の端面６２ｅの一部を必要以上に弾性変形させることなく、その弾性層６２の端面６２ｅの一部に食い込みやすい。この突出部８０の食い込みに関する作用効果は、突出部８０の厚さｔ１を環状部材６４の端面６４ｅの厚さｔ２の１／２の厚さよりも薄い厚さにした場合には、更に顕著に得られる。

これにより、環状部材６４は、大径部６４２の端面６４ｅが弾性層６２の端面６２ｅに接触した状態になることにとどまらず、環状部材６４に突出部８０を設けない場合に比べて、環状部材６４の端面６４ｅが弾性層６２の端面６２ｅに圧着された状態に保たれ、弾性層６２の端面６２ｅとの間に隙間が更に生じにくくなる。

さらに、環状部材６４の大径部６４２が軸６１の大径部６１２に装着されるときには、大径部６４２の内周面６４２ａが圧入部分７５として構成されているので、圧入された状態で装着される。
これにより、環状部材６４は、軸６１の軸方向Ｄへの移動が発生しにくくなり、上記固定部７１と被固定部７３との嵌め合いによる軸方向Ｄへの移動が阻止される作用とも協働して軸方向Ｄに対して強固に装着された状態に保たれる。しかも、このときの環状部材６４は、軸６１の周方向への移動も発生しにくくなって強固に装着された状態に保たれる。

続いて、二次転写ロール３５１は、図４に示されるように、軸６１の一方の端部６１ａに、軸受を有するホルダー６５を装着した後に、そのホルダー６５をその外側からほぼ囲むような状態でカバー６７を取り付ける。また二次転写ロール３５１は、その他方の端部６１ｂに、二段ギヤ６６を取り付けた後に、その二段ギヤ６６の外側ギヤの内側に差し込むような状態でホルダー６５を取り付ける。これにより、二次転写ロール３５１は、図４に示されるような外観からなるロール６として完成する。

また、完成した二次転写ロール３５１は、画像形成装置１の二次転写装置３５における装着部に装着される。また、二次転写ロール３５１は、画像形成装置１における二次転写位置に正式にセットされると、その軸６１が給電装置１５と通電可能な状態になる。

そして、二次転写ロール３５１としてのロール６は、給電装置１５から５～７ｋＶ程度の二次転写用電圧を供給して二次転写工程に一定の時間（例えば１００時間以上）が経過するまで使用したところ、環状部材６４の弾性層６２の端面６２ｅと接触する部分になる端面６４ｅに弾性層６２の端面６２ｅに食い込む突出部８０を設けない場合に比べて、環状部材６４と弾性層６２の間に生じる隙間を経由して放電が発生することが抑制されることが確認された。

また、このときの二次転写ロール３５１について検査したところ、図９（Ａ）に示されるように、環状部材６４と弾性層６２の端面６２ｅとの間に隙間の存在は確認されなかった。なお、この二次転写ロール３５１においては、表面層６３の両端部が弾性層６２の端面６２ｅよりも外側に迫り出した迫り出し部分６３ｂを有しているので、これによっても環状部材６４と弾性層６２の端面６２ｅとの間に生じる隙間に起因した放電が発生しにくい状態になる。

また、この二次転写ロール３５１では、突出部８０が環状部材６４の大径部６４２の端面６４ｅに円環状に連続した形状の突出部として形成されているので、弾性層６２の円環状の端面６２ｅに途切れることなく連続した状態で食い込むようになり、このため環状部材６４は弾性層６２の端面６２ｅとの間に隙間が更に生じにくくなる。このことによっても上記放電が発生にくくなる。
さらに、この二次転写ロール３５１では、環状部材６４を装着した際に突出部８０が軸６１と接触しない位置に設けられているので、弾性層６２は突出部８０の食い込みにより弾性変形しても軸６１（の大径部６１２）の周面から剥がれにくくなり、環状部材６４の大径部６４２の端面６４ｅと軸６１の外周面との間に新たな隙間が発生するおそれもない。このことによっても上記放電の発生が抑制される。

ちなみに、環状部材６４の突出部８０が弾性層６２の端面６２ｅに食い込んだ場所においては、図１２（Ａ）に誇張して例示するように、厳密には、突出部８０と弾性層６２の間に、外側の平行面８１ａのある側において弾性変形による僅かな外側の隙間１０５が発生し、内側の平行面８１ｂのある側において弾性変形によるほぼ同じ状態の内側の隙間１０６が発生する。
しかし、この突出部８０と弾性層６２との間に上記僅かな隙間１０５，１０６が発生しても、軸６１から離れた側に軸６１と平行して且つ弾性層６２の端面６２ｅとほぼ直交する２つの平行面８１ａ，８１ｂがあるので、ロールの外側につながる電気の通路が形成されにくくなり、その外側の隙間１０５から内側の隙間１０６を通過して軸６１との間で流れるような放電が発生しにくくなる。

そしてまた、このロール６からなる二次転写ロール３５１を二次転写装置３５に適用した画像形成装置１にあっては、その二次転写ロール３５１において経時等の要因により環状部材６４と弾性層６２の間に生じる隙間を経由して放電が発生することが抑制されるので、かかる放電による二次障害の発生も抑制される。このときの二次障害とは、例えば、二次転写ロール３５１における弾性層６２等の発泡材料への引火等の不具合である。

［実施の形態２］
図１０は、実施の形態２に係る二次転写ロール３５１としてのロール６Ｂの一部を示すものである。
実施の形態２に係るロール６Ｂは、図１０と図１１に示されるように、溝状の固定部７１を設ける大径部６１２を外側に長くした軸６１Ｂを適用し、２段形状でない円筒状の環状部材６４Ｂを適用し、その環状部材６４Ｂの弾性層６２に接触させる端面６４ｅに異なる形状の突出部８０Ｂを設けるとともにその端面６４ｅに近い側の部分に被固定部７３を設け、その端面６４ｅから遠い側の部分を圧入部分７５として構成した点で異なる以外は実施の形態１に係るロール６と同じ構成からなるものである。

突出部８０Ｂは、円筒状の環状部材６４Ｂにおける円環状の端面６４ｅに設けることと形状が異なること以外は、実施の形態１における突出部８０とほぼ同様の構成（図７、図８（Ｂ））からなる円環状の突出部である。
この突出部８０Ｂは、図１１（Ｂ）に示されるように、環状部材６４Ｂの端面６４ｅから突出する方向に軸方向Ｄと平行して延びる平行面（厳密には円筒周面）８１と、軸６１Ｂの大径部６１２と対向するとともに突出する方向において軸６１Ｂの大径部６１２から徐々に離れるよう傾く斜面（厳密には円錐台の周面）８２とを有し、その断面がほぼ直角三角形の先細り形状からなる突出部として構成されている。平行面８１と斜面８２は、突出部８０Ｂの環状部材６４Ｂの端面６４ｅから突出する方向において交わる。

また、突出部８０Ｂは、図１１（Ｂ）に示されるように、その厚さｔ１（最も厚い部分、すなわち端面６４ｅにある部分の厚さ）が環状部材６４Ｂの端面６４ｅの厚さｔ２よりも薄い厚さからなる突出部として形成される。さらに、突出部８０Ｂは、図１０に示されるように、その斜面８２が軸６１Ｂの大径部６１２と接触しない状態になる位置に設けられている。

また、軸６１Ｂの大径部６１２に設ける固定部７１は、図１１（Ａ）に示されるように、実施の形態１における固定部７１とほぼ同様の構成（図８（Ａ））からなる溝状の固定部である。
また、環状部材６４Ｂの内周面６４ａに設ける被固定部７３は、図１１（Ｂ）に示されるように、実施の形態１における被固定部７３とほぼ同様の構成（図８（Ｂ））からなる３つの被固定部である。
さらに、端面６４ｅから遠い側の部分の圧入部分７５は、例えば環状部材６４Ｂの内周面６４ａの内径Ｄｉを、軸６１Ｂの小径部６１３の外径Ｄｆと同じ寸法にすることで構成した。

このロール６Ｂにおける環状部材６４Ｂは、弾性層６２に接触させる端面６４ｅのある端部を先頭にして軸６１Ｂの大径部６１２に装着される。
特に、環状部材６４Ｂの端面６４ｅに近い側の部分が軸６１Ｂの大径部６１２に装着されるときには、環状部材６４Ｂの内周面６４ａにある３つの被固定部７３が、軸６１Ｂの大径部６１２にある連続した溝形状の固定部７１に嵌め入れられた状態になる。
また、環状部材６４Ｂの端面６４ｅから遠い側の部分が軸６１Ｂの大径部６１２に装着されるときには、環状部材６４Ｂの内周面６４ａにおける圧入部分７５が圧入された状態で装着される。

そして、このロール６Ｂからなる二次転写ロール３５１においても、実施の形態１に係るロール６の場合とほぼ同様に、環状部材６４Ｂの端面６４ｅに弾性層６２の端面６２ｅに対して食い込む突出部８０Ｂを設けない場合に比べて、環状部材６４Ｂと弾性層６２の間に生じる隙間を経由して放電が発生することが抑制される。

また、このロール６Ｂにおいても、実施の形態１に係るロール６の場合とほぼ同様に、突出部８０Ｂが環状部材６４Ｂの端面６４ｅに円環状に連続した形状の突出部として形成されているので、弾性層６２の円環状の端面６２ｅに途切れることなく連続した状態で食い込むようになり、このことによっても上記放電が発生にくくなる。
また、このロール６Ｂでも、実施の形態１に係るロール６の場合とほぼ同様に、環状部材６４Ｂを装着した際に突出部８０Ｂが軸６１Ｂと接触しない位置に設けられているので、弾性層６２は突出部８０Ｂの食い込みにより弾性変形しても軸６１Ｂ（の大径部６１２）の周面から剥がれにくくなり、このことによっても上記放電の発生が抑制される。

さらに、このロール６Ｂにおいては、環状部材６４Ｂにおける突出部８０Ｂが平行面８１と斜面８２からなる先細りの形状であるので、以下のようになる。
まず、先細りの形状からなる突出部８０Ｂは、弾性層６２の端面６２ｅに弾性変形させる量を抑えて食い込みやすくなる。

また、その食い込んだ突出部８０Ｂと弾性層６２の間には、厳密には、図１２（Ｂ）に誇張して例示されるように、平行面８１のある側において弾性変形による僅かな外側の隙間１０５ａが発生し、斜面８２のある側においても弾性変形による内側の隙間１０７が発生する。
しかし、この場合、内側の隙間１０７が軸６１Ｂに接近するような隙間になっているにもかかわらず、軸６１Ｂから離れた側に軸６１Ｂと平行して且つ弾性層６２の端面６２ｅとほぼ直交する平行面８１があるので、ロールの外側につながる電気の通路が形成されにくくなり、その外側の隙間１０５ａから内側の隙間１０７を通過して軸６１Ｂとの間で流れるような放電も発生しにくくなる。

参考までに、図１４（Ａ）に示される形状の突出部８０Ｘを採用した場合には、その突出部８０Ｘと弾性層６２の間を流れる放電が発生するおそれがある。
このときの突出部８０Ｘは、軸６１Ｂと対向する面が平行面８１ｂであり、軸６１Ｂから離れた側の面が斜面８３からなるタイプの先細り形状の突出部である。
この突出部８０Ｘと突出部８０Ｘが食い込む弾性層６２との間には、厳密には、図１４（Ａ）に誇張して例示するように、斜面８３のある側において軸６１Ｂに接近するような僅かな外側の隙間１０８が発生し、平行面８１ｂのある側においても僅かな内側の隙間１０９が発生する。この場合、外側の隙間１０８がロールの外側につながる電気の通路を形成しやすくなり、その外側の隙間１０８から内側の隙間１０９を通過して軸６１Ｂとの間で流れるような放電が発生するおそれがある。

また参考までに、図１４（Ｂ）に示される形状の突出部８０Ｙを採用した場合には、その突出部８０Ｙと弾性層６２の間を流れる放電が発生するおそれがある。
このときの突出部８０Ｙは、軸６１Ｂと対向する面が外側の斜面８３ａであり、軸６１Ｂから離れた側の面も内側の斜面８２ａからなるタイプの先細り形状の突出部である。
この突出部８０Ｙと突出部８０Ｙが食い込む弾性層６２との間には、厳密には、図１４（Ｂ）に例示するように、内側の斜面８２ａのある側において軸６１Ｂに接近するような僅かな内側の隙間１０７が発生し、外側の斜面８３ａのある側においても軸６１Ｂに接近する僅かな外側の隙間１０８が発生する。この場合、外側の隙間１０８がロールの外側につながる電気の通路を形成しやすいものであり、しかも、内側の隙間１０７も軸６１Ｂに接近する隙間であることから、その外側の隙間１０８から内側の隙間１０７を通過して軸６１Ｂとの間で流れるような放電が発生するおそれがある。

さらに参考までに、二次転写ロール３５１として、例えば図１５（Ａ）に示される比較例２のロール６０Ｙを適用した場合は、次の不具合があることが確認されている。
このときの二次転写ロール３５１は、上記環状部材６４Ｂに代えて、被固定部７３を設けた円環状の第１環状部材６４０Ｙと圧入部分７５として構成した円環状の第２環状部材６４０Ｚとの２つに分割して構成された比較用の環状部材を用いたものであって、その環状部材を、軸６１の一端部に第１環状部材６４０Ｙが弾性層６２の端面６２ｅに接触した状態になり、第２環状部材６４０Ｚが第１環状部材６４０Ｙに接触した状態となるように装着した構造のロールである。

すなわち、この比較例２のロール６０Ｙにおいては、５～７ｋＶ程度の二次転写用電圧を供給する二次転写ロール３５１として使用した場合、一定の時間（例えば１００時間以上）が経過したときに放電が発生することがあった。
また、この放電が発生したロール６０Ｙについて調べたところ、図１５（Ｂ）に示されるように、第１環状部材６４０Ｙと第２環状部材６４０Ｚとの間に、軸６１に至る小さい隙間１０１が存在していることが確認された。このときの隙間１０１は、図１５（Ｂ）に例示されるように第２環状部材６４０Ｚが第１環状部材６４０Ｙから離れるよう軸方向Ｄに僅かにずれたことで生じたものであると考えられる。
なお、このときのロール６０Ｙにおいては、第１環状部材６４０Ｙと弾性層６２の端面６２ｅとの間に隙間が発生していなかった。

この点、実施の形態２における一体構造の環状部材６４Ｂを適用した場合は、上記比較例２のロール６０Ｙのような隙間１０１（図１５（Ｂ））が発生するおそれがない。

［変形例］
この発明は、上記実施の形態１、２で例示した内容に何ら限定されるものではなく、各請求項に記載した各発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することが可能である。このため、この発明は以下に例示するような変形例も含むものである。

実施の形態１における環状部材６４では、その突出部８０に代えて、実施の形態２における先細り形状からなる突出部８０Ｂを設けるようにしてもよい。また反対に、実施の形態２における環状部材６４Ｂでは、その突出部８０Ｂに代えて、実施の形態１における断面がほぼ長方形状からなる突出部８０を設けるようにしてもよい。

実施の形態１、２に係るロール６、６Ｂの環状部材６４、６４Ｂにおいては、その圧入部分７５を省略してもよい。
なお、この圧入部分７５を省略する場合は、環状部材６４、６４Ｂが装着される軸６１、６１Ｂにおいて周方向への移動（回転）を阻止する構成を採用することが好ましい。その周方向への移動を阻止する構成としては、例えば、固定部７１を被固定部７３の周方向への移動を阻止する形状（被固定部７３とほぼ合致する形状）にする構成や、軸６１、６１Ｂと各環状部材６４、６４Ｂの両者に設ける軸方向Ｄに沿う溝に回転止めの棒状部材を挿入する構成などが挙げられる。

実施の形態１、２に係るロール６、６Ｂの軸６１、６１Ｂおよび環状部材６４、６４Ｂにおいては、その固定部７１とその被固定部７３を設けることを省略してもよい。
なお、この固定部７１および被固定部７３を設けることを省略する場合は、環状部材６４、６４Ｂが装着される軸６１、６１Ｂにおいて環状部材６４、６４Ｂの軸方向Ｄへの移動（ずれ）を防止する構成を採用することが好ましい。その移動を防止する構成としては、例えば、実施の形態１、２で例示したように圧入部分７５を設ける構成や、環状部材６４、６４Ｂの弾性層６２の端面６２ｅと接触する側の端部とは反対側の端部と接して軸方向Ｄへの移動を阻止する突起を軸６１，６１Ｂの大径部６１２や小径部６１３に設ける構成や、環状部材６４、６４Ｂの上記反対側の端部と接触する状態で軸６１，６１Ｂの大径部６１２や小径部６１３に固定するように取り付けられる固定具（Ｅリングなど）を使用する構成などが挙げられる。

実施の形態１、２におけるロール６等は、環状部材６４、６４Ｂを各軸６１、６１Ｂの両端部６１ａ，６１ｂの一方に装着するものであってもよい。また、この発明のロール６等は、表面層６３を設けない構造のものであっても構わない。また、表面層６３を設ける場合は、その表面層６３の迫り出し部６３ｂを設けることを省略してもよい。

また、実施の形態１、２におけるロール６等は、二次転写ロール３５１に適用する場合に限定されるものでなく、放電が発生し得る電圧を軸６１に供給する他のロールとして適用することも可能である。他のロールとしては、例えば、一次転写ロール、帯電ロール、二次転写対向ロール、弾性層を設ける現像ロール等が挙げられる。

さらに、この発明のロール６等を適用する画像形成装置は、この発明のロール６等を適用することが可能な画像形成装置であればよく、その形式、種類、画像形成方式等については特に限定されない。

この他、上記各実施の形態におけるロール６等は、画像形成装置に適用する場合に限定されるものではない。
例えば、上記各実施の形態におけるロール６等を帯電付与ロールとして利用し、その帯電付与ロールによりシートの蛇行や巻きずれ等が発生しないように電気絶縁性シートにあらかじめ帯電により電荷を付与して、その電荷による静電気力により蛇行や巻きずれの発生を抑制するシート巻き取り装置に適用してもよい。具体的には、上記各実施の形態におけるロール６は、フィルムなどのシートを巻き取るシート巻き取り装置における帯電付与ロールとして適用される。この場合、その帯電付与ロールを適用したシート巻き取り装置にあっては、その帯電付与ロールによって帯電させられたフィルムが、そのフィルムを挟んで帯電付与ロールに対向している搬送ロールの表面に、電荷によって安定して巻き付けられるようになり、これにより蛇行や巻きずれが生じるのが抑制される。
また、上記各実施の形態におけるロール６等は、電圧を供給するロールとして他の用途に適用してもよく、さらには、電圧を供給しないロールとして他の用途に適用してもよい。

６ …ロール
６１…軸（軸の一例）
６１ａ，６１ｂ…両端部
６２…弾性層
６２ｅ…端面
６４…環状部材（環状手段の一例）
６４ｅ…端面（弾性層の端面と接触する部分の一例）
８０，８０Ｂ…突出部（食い込む突出部の一例）
８２…斜面
３５１…二次転写ロール
６１２…軸の大径部
６１３…軸の小径部
６４１…環状部材の小径部
６４２…環状部材の大径部
Ｄ …軸方向

Claims

導電性の軸と、
前記軸に設けられる弾性層と、
前記軸のうち前記弾性層の軸方向の両端面から突出する両端部の少なくとも一方に当該弾性層の端面に接触した状態で装着される非導電性の環状手段と、
を備え、
前記環状手段の前記弾性層の端面と接触する部分に、当該接触する部分の厚さよりも薄い厚さで突出して当該弾性層の端面に食い込む突出部が設けられており、
前記突出部は、円環状に連続する形状であって前記軸と接触しない位置に設けられており、
前記突出部の前記軸と対向する側の面が突出する方向において当該軸から徐々に離れる斜面で構成されており、前記突出部の前記軸と対向する側の面の裏側の面が突出する方向において当該軸と平行して延びる平行面で構成されているロール。
前記突出部の厚さが、前記環状手段における前記接触する部分の厚さの１／２以下の厚さである請求項１に記載のロール。
前記軸の両端部のうち前記環状手段の装着される部分が小径部および大径部からなる２段の段付き部分であり、
前記環状手段が前記軸の前記段付き部分の小径部および大径部にそれぞれ装着される小径部および大径部を有する２段形状の手段であり、
前記環状手段の前記弾性層の端面と接触する大径部に前記突出部が設けられている請求項１又は２に記載のロール。